//给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你返回其中出现频率前 k 高的元素。你可以按 任意顺序 返回答案。 
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// 示例 1: 
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//输入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
//输出: [1,2]
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// 示例 2: 
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//输入: nums = [1], k = 1
//输出: [1] 
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// 提示： 
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// 1 <= nums.length <= 10⁵ 
// k 的取值范围是 [1, 数组中不相同的元素的个数] 
// 题目数据保证答案唯一，换句话说，数组中前 k 个高频元素的集合是唯一的 
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// 进阶：你所设计算法的时间复杂度 必须 优于 O(n log n) ，其中 n 是数组大小。 
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// Related Topics 数组 哈希表 分治 桶排序 计数 快速选择 排序 堆（优先队列） 👍 1780 👎 0

package leetcode.editor.cn;

import java.util.*;

//java:前 K 个高频元素
public class Q0347TopKFrequentElements {
    public static void main(String[] args){
        Solution solution = new Q0347TopKFrequentElements().new Solution();
        solution.topKFrequent(new int[] {1,1,1,1,2,2,2,3,3,4}, 3);
    }
    //leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
class Solution {
    public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {
        Map<Integer, Integer> countMap = new HashMap<>();
        for (int num : nums) {
            countMap.put(num, countMap.getOrDefault(num, 0) + 1);
        }

        List<int[]> countList = new ArrayList<>();
        for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : countMap.entrySet()) {
            countList.add(new int[]{entry.getKey(), entry.getValue()});
        }

        int[] res = new int[k];
        qsort(countList, 0, countList.size() - 1, res, 0, k);
        return res;
    }

        public void qsort(List<int[]> values, int start, int end, int[] res, int resIndex, int k) {
            // Math.random() -> [0,1),  Math.random() * (end - start + 1) -> [0, end - start + 1)， 向下取整->[0,end - start], 最后加start， -> [start, end]中
            int picked = (int) (Math.random() * (end - start + 1)) + start;
            Collections.swap(values, picked, start);

            int pivot = values.get(start)[1];
            int index = start;
            for (int i = start + 1; i <= end; i++) {
                // 使用双指针把不小于基准值的元素放到左边，
                // 小于基准值的元素放到右边
                if (values.get(i)[1] >= pivot) {
                    Collections.swap(values, index + 1, i);
                    index++;
                }
            }
            Collections.swap(values, start, index);

            if (k <= index - start) {
                // 前 k 大的值在左侧的子数组里
                qsort(values, start, index - 1, res, resIndex, k);
            } else {
                // 前 k 大的值等于左侧的子数组全部元素
                // 加上右侧子数组中前 k - (index - start + 1) 大的值
                for (int i = start; i <= index; i++) {
                    res[resIndex++] = values.get(i)[0];
                }
                if (k > index - start + 1) {
                    qsort(values, index + 1, end, res, resIndex, k - (index - start + 1));
                }
            }
        }
}
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)

}